[发明专利]一种高纯咪唑醋酸盐离子液体的制备方法

说明书

本发明属于离子液体合成技术领域，具体涉及一种高纯的咪唑类醋酸盐离子液体的制备方法，将1‑烷基‑3‑甲基咪唑卤代产物与高氯酸锂反应，得到高纯的1‑烷基‑3‑甲基咪唑高氯酸盐离子液体中间体；然后将该中间体与醋酸钾或醋酸铵进行复分解反应得到1‑烷基‑3‑甲基咪唑醋酸盐离子液体，原料便宜易得，原料或中间副产物无重金属或其他污染，反应进行彻底，反应产率高于90.0％，产品纯度高于99.0％，产品中卤素残留≤5ppm，产品中K离子或铵根含量少于200ppm。

技术领域

本发明属于离子液体合成领域，具体涉及阳离子为咪唑(环)，阴离子为醋酸根的一类高纯度离子液体的制备方法。

背景技术

离子液体是一种新兴的功能化材料，具有极低的蒸汽压、较高的电导率、稳定的化学性质、可以流动的物理形态等诸多优点，目前已经成为国内外科研工作者研究的一个非常有发展前景的热点。除了上述优点，离子液体还具有种类极多的特点，阴离子和阳离子结构都可以根据需要来进行分子嫁接，所以离子液体是未来一种具有普适性的化学材料；另一方面，离子液体最大的优点为绿色环保，使用过程中无挥发性损失，其绿色的概念非常契合当下环保的理念范畴。目前离子液体在催化酯化、功能化添加、功能化溶剂溶解、电化学等方向已经获得中试规模的应用，在个别领域已经实现了产业化的使用规模。

国内在物性和结构上关于离子液体的研究也越来越深入，较之本世纪初的从实验中出发，到生产中去应用的理念，目前已经进入从结构出发，预测其应用的方向的水平。随着研究的不断深入，人们已经意识到，离子液体中的少量杂质对其性质和应用都会产生明显的影响，尤其对于粘度、导电率、溶解/催化活性等，甚至会有决定性的影响。我们往往可以注意到，不同的数据库或文献对同一种离子液体的性质描述千差万别，归根结底，都是合成方法不同和纯度不同造成的。而高纯度的离子液体对于基础研究和应用都是至关重要的。

高纯的离子液体合成取决于反应原料的纯化，反应条件的控制与合成技巧、产物的纯化方法等(离子液体-性质制备与应用，邓友全，P37)。醋酸盐是一种应用面非常广的离子液体，诸如1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐，目前在溶解纤维素、甲壳素、化学品重结晶等方向都获得了应用，但是醋酸盐由于化学性质非常活泼，合成难度较大，工艺复杂且产品纯度较难控制。

目前醋酸类离子液体合成方法见诸报端的有十余种方法，一般是将咪唑卤化物通过一步或多步转化而制得。

将EMIMBr与醋酸银进行反应，可制得EMIMOAc离子液体。该反应在室温即可完成，反应时间短，纯化步骤也少。但原料AgAc价格昂贵，而且见光易分解，需要特殊保护措施，这些都使离子液体的制备成本增加，不利于实现产业化。

树脂离子交换法：将离子交换树脂更换为OH型，然后将EMIMCl或EMIMBr经过树脂交换为EMIMOH，从而得到EMIMOH的水溶液，然后再与醋酸反应。该方法合成过程时间很长，中途需要不停检测，中间物不稳定，而且产品纯度较难控制。

西北师范大学的王昱周提出一种1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐的制备方法，使用N-甲基咪唑和溴乙烷合成EMIMBr，然后使用乙酸铅做离子交换合成EMIMOAc。该方法不仅副产物巨多，污染环境严重，而且在产品中有大量的铅离子以络合的形式残留。

CN1914181A中公开了两种咪唑醋酸盐离子液体制备方法，两种方法制备过程均较为复杂，而且使用的原料醇盐价高、易燃、反应物对水极为敏感，成本高，且不利于控制，也易引入硫、钡等杂质。

CN101337938A公开了一种咪唑醋酸盐离子液体的制备方法，分别将无机醋酸盐和含有目标阳离子的卤化物离子液体溶解于有机醇溶剂中，分别配制成有机醇溶液；在搅拌条件下进行复分解反应，得到反应混合液；经冷却，过滤，收集滤液，除去滤液中的有机醇溶剂，得到咪唑醋酸盐离子液体。该方法由咪唑卤化物型离子液体经一步转化即可得到咪唑醋酸盐离子液体，且所用无机醋酸盐、有机醇溶剂价廉、低毒，但所得咪唑醋酸盐离子液体的产率和纯度较低。